電致發(fā)光顯示技術(shù)

關(guān)于電致發(fā)光顯示技術(shù)第1頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五發(fā)展歷程1最早的發(fā)現(xiàn)——1963年，法國的Destriau發(fā)現(xiàn)，將ZnS熒光粉末浸入油性溶液中，使其封于兩塊電極之間，施加交流電壓就會產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象，這就是EL。第一代ELD——1950年，發(fā)明了以SnO2為主要成分的透明導(dǎo)電膜，Sylvania公司利用這種電極，成功開發(fā)了分散型EL元件，作為平面型發(fā)光源.第2頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五發(fā)展歷程2第二代ELD——Vecth等人發(fā)表了一篇文章，闡明分散型EL元件熒光體表面通過Cu的處理可以實現(xiàn)直流驅(qū)動；Kahng等人發(fā)表了另一篇文章，闡明在薄膜型EL中導(dǎo)入作為發(fā)光中心的稀土氟化物，可實現(xiàn)高輝度。成為研究課題之一——Inoguchi等人于1974年發(fā)表了關(guān)于高輝度、長壽命的二層絕緣膜結(jié)構(gòu)的薄膜型EL元件的文章，并通過實驗驗證了EL用于電視面顯示的可能性。第3頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五發(fā)展歷程3批量生產(chǎn)——1983年，日本開始了薄膜ELD的批量生產(chǎn)。目前橙紅色的ELD可由Sharp等公司供應(yīng)。引起廣泛注意——近年來，對ELD的研究更集中于全彩色顯示和更大容量的顯示方面。實現(xiàn)全彩色顯示，高質(zhì)量的紅、綠、藍(lán)三基色熒光體必不可少。最近，采用由發(fā)光層及電子輸送層，空穴輸送層構(gòu)成有機(jī)薄膜型電致發(fā)光（OLED）器件研制成功，它成功在低電壓下獲得高輝度發(fā)光，并有可能實現(xiàn)藍(lán)色發(fā)光。第4頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五ELD的分類按結(jié)構(gòu)上又可分：按發(fā)光層材料分：從驅(qū)動方式上：無機(jī)電致發(fā)光有機(jī)電致發(fā)光薄膜型分散型交流驅(qū)動型EL直流驅(qū)動型EL第5頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五無機(jī)和有機(jī)電致發(fā)光組合出的3種EL顯示器件有薄膜型交流EL分散型交流EL薄膜型交流驅(qū)動EL實用性達(dá)到實用化達(dá)到實用化未達(dá)到實用化特性高輝度高可靠性價格低易實現(xiàn)多彩色性能可靠壽命長用作發(fā)橙黃色光的平板顯示器平面光源，如液晶顯示器的背光源平板顯示領(lǐng)域

母體材料硫化鋅為主體硫化鋅為主體聚對苯撐乙烯第6頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五（1）圖像顯示質(zhì)量高（2）受溫度變化的影響?。?）EL是目前所知唯一的全固體顯示元件，耐振動沖擊的特性極好，適合坦克、裝甲車等軍事應(yīng)用。（4）具有小功耗、薄型、質(zhì)量輕等特征。（5）快速顯示響應(yīng)時間小于1ms（6）低電磁泄漏ELD的特點(diǎn):第7頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五分散型交流EL元件的發(fā)光機(jī)理簡述如下：ZnS熒光體粉末的粒徑為5～30μm，通常在一個ZnS顆粒中會存在點(diǎn)缺陷及線缺陷。電場在ZnS顆粒內(nèi)會呈非均勻分布，造成發(fā)光狀態(tài)變化。在ZnS顆粒內(nèi)沿線缺陷會有Cu析出，形成電導(dǎo)率較大的CuxS，CuxS與ZnS形成異質(zhì)結(jié)。可以認(rèn)為，這樣就形成了導(dǎo)電率非常高的P型或金屬電導(dǎo)狀態(tài)。當(dāng)施加電壓時，在上述CuxS/ZnS界面上會產(chǎn)生高于平均電場的電場強(qiáng)度（105～106V/cm）。在這種高場強(qiáng)作用下，位于界面能級的電子會通過隧道效應(yīng)向ZnS內(nèi)注入，與發(fā)光中心捕獲的空穴發(fā)生復(fù)合，產(chǎn)生發(fā)光。當(dāng)發(fā)光中心為Mn時，如上所述發(fā)生的電子與這些發(fā)光中心碰撞使其激發(fā)，引起發(fā)光。分散型交流EL元件的基本原理原理—分散型交流電致發(fā)光第8頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五基本結(jié)構(gòu)——分散型交流EL元件分散型交流EL元件的基板為玻璃或柔性塑料板。透明電極采用ITO膜，發(fā)光層由熒光體粉末分散在有機(jī)黏接劑中做成。熒光體粉末的母體材料是ZnS，其中添加了作為發(fā)光中心的活化劑和Cu、Cl（氯）、I（碘）及Mn原子等，由此可得到不同的發(fā)光顏色。黏接劑中采用介電常數(shù)較高的有機(jī)物，如氰乙基纖維素等。發(fā)光層與背電極間設(shè)有介電體層以防止絕緣層被破壞，背電極用Al膜做成。第9頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五原理—分散型直流電致發(fā)光分散型直流EL元件制成之后，先不讓它馬上發(fā)光，而是在透明電極一側(cè)接電源正極，Al背電極一側(cè)接電源負(fù)極，在一定的電壓下經(jīng)長時間放置后，再讓其正式發(fā)光。在這個定形化（forming）處理過程中，Cu2+離子會從透明電極附近的熒光體粒子向Al電極一側(cè)遷移，結(jié)果在透明電極一側(cè)會出現(xiàn)沒有CuxS包覆的、電阻率高的ZnS層（脫銅層）。這樣，外加電壓的大部分會作用在脫銅層上，使該層中形成106V/cm的強(qiáng)電場，在此電場的作用下，會使電子注入到ZnS層中，經(jīng)加速成為發(fā)光中心。

分散型直流EL元件的基本結(jié)構(gòu)第10頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五基本結(jié)構(gòu)——分散型直流EL元件分散型直流EL元件在玻璃基板上形成透明電極，將ZnS︰Cu、Mn熒光體粉末與少量黏接劑的混合物均勻涂布于上，厚度為30～50μm。由于是直流驅(qū)動，應(yīng)選擇具有導(dǎo)電性的熒光體層，為此選用粒徑為0.5～1μm的較細(xì)的熒光粉末。將ZnS熒光體浸在Cu2SO4溶液中進(jìn)行熱處理，使其表面產(chǎn)生具有導(dǎo)電性的CuxS層，這種工藝叫做包銅處理。最后再蒸鍍Al，形成背電極，從而得到EL元件。第11頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五原理—薄膜型交流電致發(fā)光從發(fā)光機(jī)制來說，可用ZnS:Mn系熒光體的碰撞激發(fā)來解釋。既當(dāng)施加的電壓大于閾值電壓Vth時，由于隧道效應(yīng)，從絕緣層與發(fā)光層間的界面能級飛出的電子被106V/c2m的強(qiáng)電場加速，使其熱電子化，并碰撞激發(fā)Mn等發(fā)光中心。被激發(fā)發(fā)光中心的熱電子，在發(fā)光層與絕緣層的界面上停止移動，即產(chǎn)生極化作用。這種極化電場與外加電場相重疊，在交流驅(qū)動施加反極性脈沖電壓時，會使發(fā)光層中的電場強(qiáng)度加強(qiáng)。二層絕緣膜結(jié)構(gòu)薄膜型交流EL元件第12頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五基本結(jié)構(gòu)——薄膜型交流EL元件薄膜型交流EL元件是將發(fā)光層薄膜夾于兩層絕緣膜之間組成三明治結(jié)構(gòu)形式，在玻璃基板上依次沉積透明電極、第一絕緣層、發(fā)光層、第二絕緣層、背電極（A1）等。發(fā)光層厚為0.5～lμm，絕緣層厚0.3～0.5μm，全膜厚只有2μm左右。在EL元件電極間施加200V左右的電壓，即可使EL發(fā)光。由于發(fā)光層夾在兩絕緣層之間，可防止元件的絕緣層被破壞，故在發(fā)光層中可以形成穩(wěn)定的106V/cm以上的強(qiáng)電場。并且，由于致密的絕緣層保護(hù)，故可防止雜質(zhì)及濕氣對發(fā)光層的損害。第13頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五薄膜型直流電致發(fā)光這種電致發(fā)光元件結(jié)構(gòu)簡單，在薄膜發(fā)光層的兩側(cè)直接形成電極即可。迄今為止已試做過各種各樣的元件，由于沒有絕緣膜保護(hù)，很難維持穩(wěn)定的強(qiáng)電場，故至今未能達(dá)到實用化。第14頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五有機(jī)薄膜發(fā)光層及空穴輸送層的注入型薄膜EL元件，稱為OLED。目前有機(jī)EL的研究重點(diǎn)是：研制高穩(wěn)定性的R、G、B3基色和白色器件已向?qū)嵱没~進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上研究用于動態(tài)顯示的矩陣屏及實現(xiàn)高質(zhì)量動態(tài)顯示的驅(qū)動電路。有機(jī)薄膜電致發(fā)光第15頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五Addyoutitle有機(jī)EL的特點(diǎn):電極：Al、Mn、IT0膜制造方法：高溫真空沉積效率：低對比度：高電壓：高電流：小顯示面積：大穩(wěn)定性：很好無機(jī)EL的特點(diǎn):電極：低逸出功材料制造方法：低溫真空沉積效率：高對比度：低電壓：低電流：大顯示面積：小第16頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五（1）紅、綠、藍(lán)3色各點(diǎn)分別采用3色發(fā)光材料獨(dú)立發(fā)光。（2）將藍(lán)色顯示作為色變換層，使其一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色和綠色，從而形成紅、綠、藍(lán)3基色。（3）使用白色有機(jī)EL為背光，采用類似LCD所用的彩色濾光片來達(dá)到全彩色的效果。（4）使用特殊材料，在不同的驅(qū)動電壓下顯示不同的顏色。（5）激光共振方式。（6）將紅、綠、藍(lán)3色發(fā)光膜重疊起來構(gòu)成彩色像素。實現(xiàn)全彩色顯示的方式第17頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五原理——分散型交流電致發(fā)光第18頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五welcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceAddyoutitle第19頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五Addyoutitlewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencetexttexttexttexttext第20頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五Addyoutitlewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceAddYourTextwelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceAddYourTextwelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperienceAddYourText第21頁，共24頁，2022年，5月20日，12點(diǎn)1分，星期五welcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperiencewelcometousethesepowerpointtemplates,NewContentdesignwelcometou